[发明专利]一种提高变色栓菌(Trametes versicolor)漆酶产量的方法

说明书

本发明公开了一种提高变色栓菌(Trametes versicolor)漆酶产量的方法，在变色栓菌漆酶发酵过程中对菌体进行超声处理并继续发酵以产生漆酶。通过在发酵过程中直接对摇瓶中的菌体进行超声处理，操作简单且减少污染的可能；菌丝生长阶段，采用较高强度的超声使该菌菌丝体出现超支化菌丝形态和球茎状顶部以增加分泌位点的面积，改善细胞膜通透性以加速漆酶的分泌，产酶阶段，采用较低强度超声可以诱导生成活性氧类物质以刺激漆酶基因的表达，从而有效地提高变色栓菌的漆酶产量。实验证明，采用本发明的方法漆酶产量可以提高3倍以上，最大可提高5‑6倍。本发明的方法操作简单，易于放大生产，适于大规模漆酶发酵，从而降低漆酶生产成本，满足规模化应用的要求。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，具体为一种提高变色栓菌(Trametesversicolor)漆酶产量的方法。

背景技术

漆酶(laccase,EC1.10.3.2)是一种含铜的多酚氧化酶，通过获得氧气催化多种酚类化合物，使之生成对应的苯醌和水。在自然界中，漆酶主要存在于植物、真菌，以及少数的昆虫和细菌中.变色栓菌作为生产漆酶公认的优良菌株之一，是主要的漆酶“生产者”。近年来漆酶因其在工业方面的应用受到越来越多的关注，例如废水处理、生物修复、纸浆的漂白、生物传感器的建立和食品加工等。但是，漆酶发酵表达水平低成为其生产和应用成本高的原因之一。因此，提高漆酶产量，降低其生产成本成为现阶段漆酶研究热点之一。目前，有关提高漆酶产量的研究大都集中于菌株培养基及发酵条件的优化，但此方法工作量大，效率低且漆酶产量的提高是有限的。除此之外，共培养、使用生物表面活性剂及诱导剂等方法也成为提高漆酶产量的常用方法。然而，虽然上述方法对漆酶产量有一定的提高，但对于漆酶的商业化应用而言，其幅度是远远不够的，因此如何大幅度提高漆酶产量依然是研究的重点。

超声是生物细胞培养过程强化的有效手段之一，超声强化可以改善反应体系的传质，超声无论是在多相还是均相反应体系中都可以改善传质和提高反应速率；超声促进生长和次级代谢产物合成，其在生物细胞培养的过程中可以作为一种提高生物量和次生代谢产物产量的一种方式；超声破坏细胞促进胞内产物释放，高强度的超声能够对细胞造成损伤，破坏细胞，使其胞内产物释放；超声反应器在还能作为生物反应器在细胞培养中应用。研究者采用超声强化的手段能够加快水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)的生长速率，且生物量增加46％(Franck等人,Effect of low-dose ultrasonic treatment onphysiological variables in Anabaena flos-aquae and Selenastrum capricornutum,1990,12:219-224)。此外，超声能促进人参(Panax ginseng)细胞膜的离子通量，提高其次生代谢产物的产量(Wu等人,Elicitor-like effects of low-energy ultrasound onplant(Panax ginseng)cells:Induction of plant defense response and secondarymetabolite production,2002,59:51-57)。然而，研究者对于超声的生物学效应研究较少，其生物学效应的理论机制不明确。本发明的发明人团队经过前期的大量研究，发现了超声对丝状真菌细胞生长和代谢调节的生理机制；在此基础上，本发明将超声强化引入变色栓菌游离菌丝体的漆酶发酵过程，以期能够通过生长阶段高频超声获得超支化菌丝形态以增加蛋白分泌位点和产酶阶段低频超声提高漆酶基因表达水平的耦合策略，改善丝状真菌变色栓菌的产酶能力，大幅提高变色栓菌的胞外漆酶的表达水平，为降低漆酶生产成本提供一种有效的途径，同时也为其它丝状真菌产胞外蛋白的发酵系统提供一种高效的增产策略。

发明内容

本发明提供一种提高变色栓菌产漆酶能力的方法。该方法能够大幅提高变色栓菌的漆酶产量；并且该方法操作简单，易于放大生产。

为实现本发明的目的，本发明提供以下技术方案：